Análise da eficiência de estratificação térmica de líquido pelo método dos elementos finitos

Neste trabalho foi proposto um modelo matemático que simulou o processo da estocagem de energia via estratificação térmica. Para solução desse modelo foi utilizado o método dos elementos finitos, o que permitiu análise de projeto melhorando a eficiência das dinâmicas de carga e descarga de armazenadores térmicos. Primeirante, foi levantada uma revisão da bibliografia sobre as recentes evoluções do tema proposto e assim a obtenção de novos padrões de comparação, bem como suas dimensões características. A partir desse padrão, novos parâmetros foram definidos, variando-se a altura relativa do armazenador ao aquecedor, a razão de aspecto do armazenador e a intensidade de escoamento no interior do sistema. Após obtenção do modelo matemático e da geometria do domínio dos problemas, foi usado um algoritmo para gerar as malhas de elementos finitos para cada um deles. De posse das malhas e com um segundo algoritmo, foram obtidos dados de temperatura, velocidade e eficiência de cada modelo, para diferentes intervalos de tempo. Os resultados obtidos do modelo proposto foram convalidados com os disponíveis na literatura.

Resumo (idioma não especificado)

In this work a mathematical model was considered that simulated the process of thermal energy storage by thermal stratification. The finite elements method was used to solve this model providing new project parameters to improving the efficiency of thermal stratified storages. A revision of the bibliography was make about the recent evolutions of the considered subject and thus the attainment of new comparison standards, as well as its dimensions characteristic. From this standard, new parameters had been defined varying relative height of the storing to the heater, the aspect ratio of storage and the flow intensity in the interior of the system. After attainment of the mathematical model and the domain geometry of the problems, was used an algorithm to generate the meshes of finite elements for each one of them. With the meshes and another algorithm had been gotten temperature, speed and efficiency data of each model for different intervals of time. The gotten results of the considered model had been validated with the available ones in literature.